Experimentarea surprizei: Dinamica temporală a impactului său asupra memoriei Partea 1

Pentru a procesa eficient informațiile, creierul schimbă între stările de codificare și cele de recuperare, acordând prioritate procesării de jos în sus sau de sus în jos în consecință. S-a demonstrat că încălcarea așteptărilor înainte sau în timpul învățării declanșează un mecanism de codificare adaptivă, rezultând o memorie mai bună pentru evenimente neașteptate.

Prin cercetări ample, a fost descoperită o relație puternică între starea de recuperare și memorie. Mai simplu spus, starea de recuperare se referă la starea în care trebuie să recuperăm și să reamintim informații specifice. Această stare poate afecta foarte mult capacitatea noastră de memorie.

Dacă suntem mai activi, organizați și concentrați pe recuperarea și reamintirea informațiilor în starea de recuperare, creierul nostru poate stoca mai eficient informațiile în memoria noastră pe termen scurt și le poate aminti rapid atunci când este necesar. În schimb, dacă starea noastră de recuperare este slabă, capacitatea noastră de a reaminti și stoca informații va fi afectată negativ.

Prin urmare, putem lua câteva metode active pentru a ne îmbunătăți starea de recuperare pentru a ne îmbunătăți memoria.

În primul rând, putem reduce în mod conștient distragerile. Țineți lucrurile banale cât mai mult posibil și nu le lăsați să ne tulbure gândirea și concentrarea. Numai atunci când creierul nostru se concentrează pe informațiile pe care trebuie să le amintim, este probabil să le transformăm rapid în memoria noastră pe termen scurt?

În al doilea rând, putem folosi tehnici de memorie pentru a ne ajuta să ne amintim și să reținem mai bine informațiile. De exemplu, informațiile pot fi transformate în imagini sau povești, ceea ce nu numai că ne stimulează mai bine imaginația, dar ne ajută și să conectăm mai bine informațiile la experiențele noastre personale, făcându-le mai înrădăcinate în amintirile noastre.

În cele din urmă, ar trebui să evităm pe cât posibil stresul și anxietatea. Stresul ne poate răni creierul, împiedicând stocarea și amintirea informațiilor. Prin urmare, ar trebui să folosim câteva modalități liniștitoare și relaxante pentru a reduce stresul, cum ar fi realizarea unor activități de petrecere a timpului liber, ascultarea muzicii sau efectuarea de exerciții ușoare.

Pe scurt, îmbunătățirea stării noastre de recuperare ne poate îmbunătăți considerabil abilitățile de memorie. Atâta timp cât adoptăm strategiile potrivite și le implementăm în viața noastră de zi cu zi, vom putea să profităm mai bine de potențialul creierului nostru și să obținem rezultate de memorie mai bune. Se poate observa că trebuie să ne îmbunătățim memoria. Cistanche deserticola poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche deserticola este un material medicinal tradițional chinezesc cu multe efecte unice, dintre care unul este îmbunătățirea memoriei. Eficacitatea cărnii tocate vine din diferitele ingrediente active pe care le conține, inclusiv acid, polizaharide, flavonoide etc. Aceste ingrediente pot promova sănătatea creierului în diferite moduri.

Faceți clic pe cunoaște 10 moduri de a îmbunătăți memoria

Folosind fMRI, am explorat (1) dacă acest mecanism de codificare este, de asemenea, declanșat în timpul recuperării și, dacă da, (2) care este dinamica temporală a consecințelor sale mnemonice. Participanții bărbați și femei au studiat imaginile obiectelor și apoi, cu obiecte noi, au învățat o contingență între un indiciu și o categorie semantică. În test au fost utilizate ținte care respectă regulile (așteptate) și care încalcă (neașteptate) și folii similare.

Am găsit interacțiuni între așteptările evenimentelor similare anterioare și curente, astfel încât, atunci când un eveniment așteptat a urmat un eveniment similar, dar neașteptat, performanța sa a fost îmbunătățită, susținută de activarea în hipocamp, mezencefal și cortexul occipital. În schimb, succesiunea a două evenimente similare neașteptate a declanșat și angajarea occipitală; cu toate acestea, acest lucru nu a îmbunătățit performanța memoriei.

Luate împreună, descoperirile noastre sugerează că, atunci când scopul este de a recupera, întâlnirea unor evenimente surprinzătoare implică un mecanism de codare, susținut de procesare de jos în sus, care poate îmbunătăți memoria pentru evenimente viitoare legate.

Cuvinte cheie: încălcarea așteptărilor; hipocampus; stări de memorie; surprinde

Declarație de semnificație

Optimizarea echilibrului dintre noile învățări și regăsirea cunoștințelor existente este un proces continuu, la baza cunoașterii umane. Cercetările anterioare în codificarea memoriei sugerează că surprinderea duce la prioritizarea învățării de noi amintiri, formând un mecanism de codificare adaptivă. Am examinat dacă acest mecanism este, de asemenea, angajat atunci când obiectivul actual este de a prelua informații. Rezultatele noastre demonstrează că o schimbare condusă de așteptări către o stare de codificare, susținută de o procesare perceptivă îmbunătățită, este benefică pentru identificarea corectă a evenimentelor similare așteptate ulterioare. Aceste descoperiri au implicații importante pentru înțelegerea noastră a dinamicii temporale a codificării adaptive a informațiilor în memorie.

Introducere

Pentru a procesa eficient intrările, creierul se schimbă între fluxurile de sus în jos și de jos în sus, echilibrând procesarea intrărilor senzoriale față de utilizarea reprezentărilor stocate. Acest lucru este reflectat de existența unor stări distincte de codificare și recuperare (Buzsáki, 2002). Procesarea de jos în sus sprijină starea de codificare a hipocampului, acordând prioritate transformării intrărilor perceptuale în amintiri, în timp ce procesarea de sus în jos susține o stare de recuperare prin facilitarea accesului la informațiile stocate.

Mecanismele specifice care guvernează schimbările de codificare-recuperare, care pot funcționa sau nu în mod competitiv, nu sunt bine înțelese, dar vor fi conduse, cel puțin parțial, de factorii care induc fiecare stare de memorie. Deși există ample dovezi că o stare de codificare adaptivă este declanșată de întâmpinarea discrepanțelor între evenimentele așteptate și întâlnite, rămâne neclar dacă un astfel de mecanism implicit de învățare ar putea fi, de asemenea, angajat atunci când scopul dominant este de a prelua, mai degrabă decât de a codifica.

Folosind date comportamentale (experimentul 1) și fMRI (experimentul 2), examinăm dacă surpriza produsă de încălcarea așteptărilor la recuperare are ca rezultat o schimbare către o stare de codificare, însoțită de o procesare perceptivă crescută; și dacă acest lucru se întâmplă în detrimentul recuperării. De asemenea, investigăm consecințele extinse ale acestei încălcări a așteptărilor și potențialele schimbări iterative de recuperare a codificării pe care le-ar putea genera, examinând recunoașterea proces-cu-probă a evenimentelor similare ulterioare.

S-a demonstrat că surpriza, produsă de încălcarea așteptărilor, implică codificarea hipocampului (Axmacher și colab., 2010; Kafkas și Montaldi, 2015; Long și colab., 2016; Frank și colab., 2020b), care împreună cu sistemul dopaminergic al creierului mediu (Lisman). andGrace, 2005; Shohamy și Wagner, 2008; Kafkas și Montaldi, 2018a) și procesarea perceptivă îmbunătățită (Stoppel și colab., 2009; Hawco și Lepage, 2014; Kafkas și Montaldi, 2014, 2015), susțin formarea memoriei adaptive.

Dovezile pentru acest mecanism de adaptare provin în principal din paradigme în care încălcarea așteptărilor are loc înainte sau în timpul învățării (Li et al., 2003; Garrido și colab., 2015; Long et al., 2016; Greve și colab., 2017; Kafkas, 2021). Prin urmare, orice resurse suplimentare deviate către codificare în aceste scenarii sunt susceptibile de a stimula performanța ulterioară a memoriei (de exemplu, efectele atenției, vezi Aly și Turk-Browne, 2017).

Cu toate acestea, pentru a demonstra ubicuitatea unui mecanism de codificare adaptivă, este esențial să se furnizeze dovezi ale unei deplasări către codificare în timpul recuperării. Acest lucru ar putea pune în lumină efectele interacțiunii rapide și implicite din viața reală dintre aceste stări. În aceste circumstanțe, codificarea de angajare încă servește un scop adaptativ, dar s-ar putea să nu fie „benefică” în timp real.

Având în vedere maleabilitatea amintirilor declanșate prin surprindere (Kim și colab., 2014), devine important să luăm în considerare care ar putea fi consecințele mnemonice ale unei treceri către codificare. În cazul în care încălcarea așteptărilor declanșează o stare de codificare, în detrimentul unei căutări în memorie, ar putea modula procesarea evenimentului neașteptat. Acest lucru este în concordanță cu opinia conform căreia hipocampusul se schimbă continuu între stările de codificare și cele de recuperare (Buzsáki, 2002; Hasselmo și colab., 2002).

Acest sistem poate fi asemănat cu un pendul care oscilează ritmic între cele două stări ale memoriei, optimizând procesarea informațiilor. În cazul în care factorii situaționali perturbă oscilația continuă între stări, favorizându-se una față de alta, poate exista o schimbare a eficienței memoriei. Cercetările anterioare au arătat că o strategie explicită favorizează o depășire a hipocampului între codificare și regăsire a informațiilor (Richter et al., 2016).

Am examinat dacă încălcarea așteptărilor la recuperare implică spontan o stare de codificare și, dacă da, dacă acest răspuns depinde de similitudinea perceptivă dintre intrări. Am luat în considerare, de asemenea, consecințele mnemonice susținute ale unor astfel de schimbări iterative asupra deciziilor de recunoaștere curente și ulterioare.

Așteptarea a fost manipulată implicit și independent de cerințele sarcinii de recuperare, permițându-ne să abordăm două întrebări importante. În primul rând, dacă încălcarea așteptărilor implică un mecanism de codificare de jos în sus, chiar și atunci când nu este relevant pentru obiectiv. În al doilea rând, care sunt dinamica temporală a consecințelor mnemonice ale statutului de așteptare, pentru un eveniment și evenimente similare ulterioare? Ne-am gândit că codificarea crescută bazată pe așteptări ar putea modula procesele curente de recuperare, dar ajută la acuratețea recunoașterii evenimentelor similare ulterioare.

Materiale și metode

Experimentul 1

Participanții

Un total de 30 de participanți (patru bărbați) cu vârste cuprinse între 18 și 22 de ani (media=19, SD=1.04) și-au dat consimțământul informat și au luat parte la experiment. Mărimea eșantionului a fost selectată pe baza unor studii anterioare, folosind o abordare similară de proiectare și analiză (Kafkas și Montaldi, 2018b; Frank și colab., 2020b). Participanții aveau vedere normală sau corectată la normal și nu aveau antecedente de tulburări neurologice sau psihiatrice. Toate procedurile au fost aprobate de Comitetul de etică al cercetării de la Universitatea din Manchester. Patru participanți au fost excluși de la orice analiză ulterioară din cauza eșecului de a învăța asocierea indiciu-rezultat (trei) sau a performanței de recunoaștere sub șansă (unu). Sunt raportate date de la 26 de participanți.

Materiale

Un total de 78 de imagini cu obiecte naturale (39) și create de om (39) au fost selectate din baza de date de imagini similare obiecte-momeli (SOLID; Franket al., 2020a). Aceste imagini au fost folosite ca obiecte țintă, prezentate în timpul codificării. Folosind indicele de disimilaritate de la SOLID, au fost selectate trei folii de niveluri descrescătoare de similaritate (F1, cel mai asemănător; F2, nivel mediu; F3, cea mai mică asemănare) pentru fiecare imagine țintă.

În plus, asemănarea a fost manipulată parametric prin păstrarea constantă a distanței medii între niveluri [diferență medie 2100 DI; vezi Fig. 1 pentru exemple și Frank și colab. (2020a) pentru explicații suplimentare asupra valorilor DI]. Aceste niveluri de similaritate au fost alese pe baza rezultatelor noastre anterioare (Frank et al., 2020b), unde am observat un model patratic al efectelor așteptărilor asupra similitudinii intrării atunci când așteptarea a fost manipulată la codificare, referitor la performanța memoriei. Prin urmare, au fost utilizate 78 de seturi de obiecte (o țintă și trei folii; un total de 312 stimuli).

Design experimental

Experimentul a fost controlat folosind PsychoPy versiunea 1.82 (Peirce, 2007) și a constat din patru părți (similar cu designul utilizat anterior; Kafkas și Montaldi, 2018b). În primul rând, la codificare, participanților li s-au prezentat obiectele țintă de două ori pentru a asigura o expunere suficientă. În timpul primei prezentări, obiectul a fost afișat pe ecran timp de 3 secunde, iar participanții au fost rugați să decidă dacă obiectul a fost creat de om sau natural; apăsând tasta săgeată stânga pentru natural și tasta săgeată dreapta pentru artificial.

În cea de-a doua prezentare, participanții au fost rugați să acorde o atenție deosebită imaginilor (afișate timp de 5 s fiecare) și au fost informați că li se va cere să facă distincția între obiectul prezentat („vechi”) și obiectele similare („noi”) mai târziu; nu au trebuit să dea niciun răspuns în timpul celei de-a doua prezentări de codificare. Ordinea prezentării imaginii a fost randomizată între participanți. Faza următoare a implicat o sarcină de întârziere de 5-minute, timp în care participanții au rezolvat probleme de aritmetică.

În a treia fază, a fost utilizată o sarcină de învățare a regulilor pentru a permite manipularea așteptărilor mai târziu la recuperare. Participanții au fost rugați să învețe contingența dintre un simbol (care acționează ca un indiciu) și categoria unui obiect, creat de om sau natural. Au fost folosite în total patru simboluri, câte două pentru fiecare categorie, iar acestea au fost contrabalansate între participanți. Fiecare cuew a fost prezentat de 14 ori.

Încercările au început cu un punct de fixare de 500-ms, urmat de indiciu, prezentat timp de 1 s. În acest timp, participanții au fost instruiți să ghicească categoria următoarei obiecte folosind aceleași taste ca în faza de codificare.

Feedback-ul și un obiect nou (netestat) au fost apoi prezentate împreună timp de 2 s. Această sarcină a stabilit așteptările participanților cu privire la secvențele tac-obiect și, în mod critic, acest lucru a fost manipulat la recuperare. Pentru a se asigura că au fost stabilite așteptările, au fost analizate numai datele de la participanții care au atins criteriul (acuratețe de peste 50% în prima jumătate și acuratețe de 75% în a doua jumătate a sarcinii) (pentru acuratețe și RT în sarcina de învățare a regulilor, vezi Date extinse Fig. 1-1).

Faza finală a fost o sarcină de recunoaștere veche/nouă, în timpul căreia au fost prezentate toate setele evenimente (ținte, F1, F2 și F3). Experimentatorul a informat participanții că li se vor prezenta obiecte vechi (țintă) și altele similare noi (folii). Fiecare încercare de recuperare a început cu un punct de fixare (500 ms), urmat de un indiciu (1 s) și un obiect (până la 5 s).

Participanților li s-a spus să se concentreze pe obiect și să apese „vechi” dacă au crezut că este aceeași cu ținta pe care o văzuseră anterior. Participanții au fost instruiți să apese „nou” dacă au observat ceva diferit în obiect. În urma a 12 încercări practice, a început sarcina principală. Manipularea cheie la recuperare a fost validitatea indiciului. O treime din indicii erau înșelătoare, făcând obiectul să fie recunoscut pe neașteptate. Încercările valide (de exemplu, cue natural urmat de un naturalobject) au fost marcate așa cum se aștepta.

Deoarece a fost folosită o sarcină de recunoaștere vechi/nouă, cele patru decizii vechi/noi per set de obiecte au fost independente una de cealaltă, ceea ce înseamnă că un răspuns „vechi” ar putea fi dat pentru mai multe evenimente setate (adică, pentru țintă și una sau mai multe folii). După finalizarea experimentului, participanții au fost informați cu privire la manipularea așteptărilor la recuperare. Doar doi participanți la Experimentul 1 și cinci participanți la Experimentul 2 au raportat că au observat nepotrivirea dintre indiciu și obiect în timpul sarcinii.

For more information:1950477648nn@gmail.com